CN105043726B - 一种用于检测自身回光对激光器影响的方法及检测设备 - Google Patents

一种用于检测自身回光对激光器影响的方法及检测设备 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于检测自身回光对激光器影响的方法及检测设备，方法包括：接收激光器输入的输入光；将输入光分割成第一检测光和第二检测光，并分别向第一光功率计和可调反射镜输出第一检测光和第二检测光；接收可调反射镜所反射的部分第二检测光，并将可调反射镜所反射的部分第二检测光分割成第一回光和第二回光，并分别向激光器和第一光功率计回传第一回光和第二回光；通过第一光功率计检测第一检测光的功率，通过第二光功率计检测第二回光的功率；计算激光器的输入光的功率和第一回光的功率，并建立第一回光的功率与激光器的输入光的功率之间的功率对应关系。通过上述方式，本发明可检测回光的功率与激光器的输入光的功率之间的对应关系。

Description

一种用于检测自身回光对激光器影响的方法及检测设备
技术领域
本发明涉及光学技术领域，特别是涉及一种用于检测自身回光对激光器影响的方法及检测设备。
背景技术
半导体激光器是以半导体材料作为工作物质的激光器，其具有体积小、效率高、结构简单、寿命较长、易于调制以及价格较低等优点，广泛应用在电子领域。
但是半导体激光器在工作时，其自身发射出的部分激光会沿原路再返回到激光器芯片内部时，造成半导体激光器的激光功率下降，影响半导体激光器的激光光束质量，严重时会烧坏激光器的芯片，导致激光器报废。而半导体激光器的不同芯片以及不同封装模式，其回光对激光光束的影响均不相同，如何检测回光对激光光束的影响是人们急需解决的问题。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种用于检测自身回光对激光器影响的方法及检测设备，检测回光的功率与激光器的输入光的功率之间的对应关系。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种于检测自身回光对激光器影响的方法，包括：接收激光器输入的输入光；将所述输入光分割成第一检测光和第二检测光，并分别向第一光功率计和可调反射镜输出所述第一检测光和第二检测光，其中，所述第一检测光的功率与输入光的功率满足第一预定关系；接收所述可调反射镜所反射的部分第二检测光，并将所述可调反射镜所反射的部分第二检测光分割成第一回光和第二回光，并分别向所述激光器和第一光功率计回传所述第一回光和第二回光，其中，所述第二回光的功率与第一回光的功率满足第二预定关系；通过所述第一光功率计检测第一检测光的功率，通过第二光功率计检测第二回光的功率；根据所述第一检测光的功率计算激光器的输入光的功率，根据所述第二回光的功率计算第一回光的功率，建立并输出所述第一回光的功率与激光器的输入光的功率之间的功率对应关系；转动N-1次所述可调反射镜，使所述可调反射镜位于N个不同的反射角反射部分第一检测光，以输出N对所述功率对应关系，其中，N为大于或等于2的自然数。
其中，所述第一检测光的功率与输入光的功率满足的第一预定关系，具体为：
所述P′出为第一检测光的功率，所述P入为输入光的功率；
所述第二回光的功率与第一回光的功率满足的第二预定关系，具体为：
所述P′回为第一回光的功率，所述P″回为第二回光的功率，所述P反为可调反射镜所反射的部分第一检测光的功率。
其中，所述方法还包括：判断所述第一回光的功率大于或等于功率阈值；若大于或等于所述功率阈值，则发出告警。
其中，在向所述可调反射镜输出第二检测光的步骤具体为：通过准直镜对所述第二检测光进行准直，并且在所述第二检测光准直后输出至可调反射镜；所述接收所述可调反射镜所反射的部分第二检测光的步骤具体为：通过所述准直镜接收所述可调反射镜所反射的部分第二检测光。
其中，所述方法包括：根据所述N对所述功率对应关系，并结合预设数学模型建立所述第一回光的功率与激光器的输入光的功率之间的数学关系。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种检测设备，包括双通道光耦合器、第一光功率计、第二光功率计、可调反射镜和处理器，其中，所述双通道光耦合器设置有第一左端口、第二左端口、第一右端口和第二右端口，所述第一左端口用于与激光器连接，所述第一光功率计与所述第一右端口连接，所述可调反射镜位于所述第二右端口的前方，所述第二光功率计与第二左端口连接，所述处理器分别与第一光功率计、第二光功率计和可调反射镜连接；所述双通道光耦合器用于通过第一左端口接收激光器输出的输入光，并将所述输入光分割成第一检测光和第二检测光，以及通过第一右端口向第一光功率计输出所述第一检测光，通过所述第二右端口向可调反射镜输出第二检测光，其中，所述第一检测光的功率与输入光的功率满足第一预定关系；所述可调反射镜向第二右端口反射部分第二检测光；所述双通道光耦合器还用于通过第二右端口接收所述可调反射镜所反射的部分第二检测光，并将所述可调反射镜所反射的部分第二检测光分割成第一回光和第二回光，以及通过所述第一左端口向激光器回传第一回光，通过所述第二端口向第一光功率计发送第二回光，其中，所述第二回光的功率与可调反射镜所反射的部分第一检测光的功率满足第二预定关系；通过所述第一光功率计检测第一检测光的功率，通过所述第二光功率计检测第二回光的功率；所述处理器用于根据所述第一检测光的功率计算激光器的输入光的功率，根据所述第二回光的功率计算第一回光的功率，建立并输出所述第一回光的功率与激光器的输入光的功率之间的功率对应关系；所述处理器还用于控制所述可调反射镜转动N-1次，以使所述可调反射镜位于N个不同的反射角反射部分第一检测光，以输出N对所述功率对应关系，其中，N为大于或等于2的自然数。
其中，所述第一检测光的功率与输入光的功率满足第一预定关系，具体为：
所述P′出为第一检测光的功率，所述P入为输入光的功率；
所述第二回光的功率与第一回光的功率满足第二预定关系，具体为：
所述P′回为第一回光的功率，所述P″回为第二回光的功率，所述P反为可调反射镜所反射的部分第一检测光的功率。
其中，所述检测设备还包括告警装置，所述告警装置与所述处理器连接；处理器还用于判断所述第一回光的功率大于或等于功率阈值，若大于或等于所述功率阈值，则控制所述告警装置发出告警。
其中，所述检测设备还包括准直镜；所述准直镜设置于所述第二左端口与所述可调反射镜之间，所述准直镜用于第二检测光进行准直后输出至可调反射镜，并且所述可调反射镜所反射的部分第二检测光经过准直镜后入射至第二左端口。
所述处理器还用于根据所述N对所述功率对应关系，并结合预设数学模型建立所述第一回光的功率与激光器的输入光功率之间的数学关系。
本发明的有益效果是：区别于现有技术的情况，本发明通过将激光器的输入光分割成第一检测光和第二检测光，第一检测光入射至第一光功率计，第二检测光入射至可调反射镜，通过可调反射镜反射部分第一检测光，可调反射镜所反射的部分第二检测光被分割成第一回光和第二回光，第一回光作为激光器的自身回光回传至激光器，第二回光入射至第二光功率计，其中，第一检测光的功率与输入光的功率满足第一预定关系，第二回光的功率与第一回光的功率满足第二预定关系，因此，可通过第一检测光的功率计算输入光的功率，通过第二回光的功率计算第一回光的功率，从而建立激光器自身的回光的功率与自射输入光的功率之间的对应关系。
附图说明
图1是本发明用于检测自身回光对激光器影响的方法实施方式的流程图；
图2是本发明检测设备实施方式的示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施方式对本发明进行详细说明。
请参阅图1，用于检测自身回光对激光器影响的方法包括：
步骤S201：接收激光器输入的输入光。
在本实施例中，激光器是指激光器核心泵源部分不包含其他光学器件，如激光器芯片。
步骤S202：将输入光分割成第一检测光和第二检测光，并分别向第一光功率计和可调反射镜输出第一检测光和第二检测光，其中，第一检测光的功率与输入光的功率满足第一预定关系。
将输入光分割成第一检测光和第二检测光是按预定要求进行分割，因此，除了第一检测光的功率与输入光的功率满足第一预定关系之外，第二检测光的功率与输入光的功率之间也满足一定关系，在本发明实施方式中，激光器的输入光5：5分割成第一检测光和第二检测光，即：将激光器的输入光等分成两份，第一检测光的功率与第二检测光的功率相同，并且均为激光器的输入光的一半，则第一预定关系为：
P′出为第一检测光的功率，P入为输入光的功率。
值得说明的是：可调反射镜所反射的部分第二检测光相当于激光器自身的回光，其中，回光会造成激光器的激光功率下降，影响激光器的输入光的质量。
步骤S203：接收可调反射镜所反射的部分第二检测光，并将可调反射镜所反射的部分第二检测光分割成第一回光和第二回光，并分别向激光器和第一光功率计回传第一回光和第二回光，其中，第二回光的功率与第一回光的功率满足第二预定关系。
将可调反射镜所反射的部分第二检测光分割成第一回光和第二回光也是按预定要求进行分割，因此，除了第一回光的功率与可调反射镜所反射的部分第二检测光的功率满足一定关系之外，第二回光的功率与可调反射镜所反射的部分第二检测光的功率之间也满足一定关系，从而推导出第一回光的功率与第二回光的功率之间的第二预定关系，在发明实施方式中，可调反射镜所反射的部分第二检测光按5：5分成第一回光和第二回光，即为：将可调反射镜所反射的部分第二检测光等分成两份，则第一回光的功率与第二回光的功率相同，并且均为可调反射镜所反射的部分第二检测光的一半，则第二预定关系，具体为：
P′回为第一回光的功率，P″回为第二回光的功率，P反为可调反射镜所反射的部分第一检测光的功率。
步骤S204：通过第一光功率计检测第一检测光的功率，通过第二光功率检测第二回光的功率。
第一光功率计和第二光功率计均用于检测光的功率。
步骤S205：根据第一检测光的功率计算激光器的输入光的功率，根据第二回光的功率计算第一回光的功率，并建立第一回光的功率与激光器的输入光的功率之间的功率对应关系。
为了避免激光器的工作功率变化，对输入光的功率造成影响，在检测回光对激光器影响时，可以保持激光器工作在一个固定功率上进行检测。当然，也可以在激光器工作在不同功率时，检测自身回光对自身输入光的影响。
步骤S206：转动N-1次可调反射镜，使可调反射镜位于N个不同的反射角反射部分第一检测光，以输出N对功率对应关系，其中，N为大于或等于2的自然数。
可调反射镜位于不同的反射角时，可调反射镜反射第二检测光的数量均不相同，模拟对激光器产生不同功率的回光。通过N个功率对应关系，可以直观地观察到回光的功率到激光器输入光的功率的影响。
进一步的，方法还包括：
步骤S207：根据N对功率对应关系，并结合预设数学模型建立第一回光的功率与激光器输入光的功率之间的数学关系。
值得说明的是：本发明中所指的数学关系，不仅仅限于线性关系，数学关系的数量也不只只有一条，可以为多条，例如：回光的功率在不同范围时，呈现不一样的数学关系。
当回光的功率过高时，回光会烧坏激光器的芯片，为了在检测自身回光对激光器影响的过程降低烧坏激光器的芯片的风险，方法还包括：
步骤S208：判断所述第一回光的功率大于或等于功率阈值，若大于或等于功率阈值，则进入步骤S209，否则不处理。
所述功率阈值为预先设定的激光器可承受回光的最大功率值。
步骤S209：发出告警。
告警的方式包括但不限于声音告警、图像告警。
由于第二检测光呈现发散状，为了方便可调反射镜反射部分第二检测光，还可在第二检测光输出至可调反射镜之前，通过准直镜进行准直，则步骤S202中向可调反射镜输出第二检测光的步骤具体为：通过准直镜对第二检测光进行准直，并且在第二检测光准直后输出至可调反射镜。步骤S203接收可调反射镜所反射的部分第二检测光的步骤具体为：通过准直镜接收可调反射镜所反射的部分第二检测光。
在本发明实施方式中，通过将激光器的输入光分割成第一检测光和第二检测光，第一检测光入射至第一光功率计，第二检测光入射至可调反射镜，通过可调反射镜反射部分第一检测光，可调反射镜所反射的部分第二检测光被分割成第一回光和第二回光，第一回光作为激光器的自身回光回传至激光器，第二回光入射至第二光功率计，其中，第一检测光的功率与输入光的功率满足第一预定关系，第二回光的功率与第一回光的功率满足第二预定关系，因此，可通过第一检测光的功率计算输入光的功率，通过第二回光的功率计算第一回光的功率，从而建立激光器自身的回光的功率与自射输入光的功率之间的对应关系。
本发明又提供检测设备实施方式。请参阅图2，检测设备30包括双通道光耦合器301、第一光功率计302、第二光功率计303、可调反射镜304和处理器305，其中，双通道光耦合器301设置有第一左端口3011、第二左端口3012、第一右端口3013和第二右端口3014，第一左端口3011用于与激光器40连接，第一右端口3013用于与第一光功率计302连接，可调反射镜304位于第二右端口3014的前方，所述第二左端口3012用于与第二光功率计303连接，所述处理器305分别与第一光功率计302、第二光功率计303和可调反射镜304连接；
双通道光耦合器301用于通过第一左端口3011接收激光器40输入的输入光，并将输入光分割成第一检测光和第二检测光，以及通过第一右端口3013向第一光功率计302输出第一检测光，通过第二右端口3014向可调反射镜304输出第二检测光，其中，第一检测光的功率与输入光的功率满足第一预定关系。
双通道光耦合器301将激光器40的输入光分割成第一检测光和第二检测光是按预定关系进行分割，在本发明实施方式中，激光器40的输入光按5：5分割成第一检测光和第二检测光，即：将激光器40的输入光等分成两份，第一检测光的功率与第二检测光的功率相同，并且均为激光器40的输入光的一半，则第一预定关系为：
P′出为第一检测光的功率，P入为输入光的功率。
可调反射镜304向第二右端口3014反射部分第二检测光。可调反射镜304所反射的部分第二检测光通过第二右端口3014进入双通道光耦合器301。双通道光耦合器301还用于通过第二右端口3014接收可调反射镜304所反射的部分第二检测光，并将可调反射镜304所反射的部分第二检测光分割成第一回光和第二回光，以及通过第一左端口3011向激光器40回传第一回光，通过第二端口向第一光功率计302发送第二回光，其中，第二回光的功率与第一回光的功率满足第二预定关系。
双通道光耦合器301将可调反射镜304所反射的部分第二检测光分割成第一回光和第二回光也是按预定要求进行分割，因此，除了第一回光的功率与可调反射镜304所反射的部分第二检测光的功率满足一定关系之外，第二回光的功率与可调反射镜304所反射的部分第二检测光的功率之间也满足一定关系，从而推导出第一回光的功率与第二回光的功率之间的第二预定关系，在发明实施方式中，可调反射镜304所反射的部分第二检测光按5：5分成第一回光和第二回光，则第二预定关系，具体为：
P′回为第一回光的功率，P″回为第二回光的功率，P反为可调反射镜304所反射的部分第一检测光的功率。
通过第一光功率计302检测第一检测光的功率，通过第二光功率检测第二回光的功率。处理器305用于根据第一检测光的功率计算激光器40的输入光的功率，根据第二回光的功率计算第一回光的功率，建立并输出所述第一回光的功率与激光器40的输入光的功率之间的功率对应关系。处理器305还用于控制可调反射镜304转动N-1次，以使可调反射镜304位于N个不同的反射角反射部分第一检测光，以输出N对功率对应关系，其中，N为大于或等于2的自然数。
可调反射镜304位于不同反射角时，其反射的第二检测光的数量不相同，从而造成第二回光的功率不相同，进而可以在不同回光下检测激光器40的输入光的变化情况。当然，在调节第二回光的功率时，激光器40的工作功率可以保持不变。
进一步的，处理器305还用于根据N对所述功率对应关系，并结合预设数学模型建立所述回光的功率与激光器40的输入光功率之间的数学关系。
检测设备30还包括准直镜306和告警装置307。告警装置307与处理器305连接。处理器305还用于判断第一回光的功率大于或等于功率阈值，若大于或等于功率阈值，则控制告警装置307发出告警。当然，处理器305也可以通过告警控制可调反射镜304所反射的部分第二检测光的数量，以降低第二回光的功率，避免第二回光的功率过高，烧坏激光器40的芯片。
准直镜306设置于第二右端口3014与所述可调反射镜304之间，准直镜306用于第二检测光进行准直后输出至可调反射镜304，并且可调反射镜304所反射的部分第二检测光经过准直镜306后入射至第二左端口。
在本发明实施方式中，通过将激光器的输出入分割成第一检测光和第二检测光，第一检测光入射至第一光功率计，第二检测光入射至可调反射镜，通过可调反射镜反射部分第一检测光，可调反射镜所反射的部分第二检测光被分割成第一回光和第二回光，第一回光作为激光器的自身回光回传至激光器，第二回光入射至第二光功率计，其中，第一检测光的功率与输入光的功率满足第一预定关系，第二回光的功率与第一回光的功率满足第二预定关系，因此，可通过第一检测光的功率计算输入光的功率，通过第二回光的功率计算第一回光的功率，从而建立激光器自身的回光的功率与自射输入光的功率之间的对应关系。
以上所述仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种用于检测自身回光对激光器影响的方法，其特征在于，包括：
接收激光器输入的输入光；
将所述输入光分割成第一检测光和第二检测光，并分别向第一光功率计和可调反射镜输出所述第一检测光和第二检测光，其中，所述第一检测光的功率与输入光的功率满足第一预定关系；
接收所述可调反射镜所反射的部分第二检测光，并将所述可调反射镜所反射的部分第二检测光分割成第一回光和第二回光，并分别向所述激光器和第一光功率计回传所述第一回光和第二回光，其中，所述第二回光的功率与第一回光的功率满足第二预定关系；
通过所述第一光功率计检测第一检测光的功率，通过第二光功率计检测第二回光的功率；
根据所述第一检测光的功率计算激光器的输入光的功率，根据所述第二回光的功率计算第一回光的功率，建立并输出所述第一回光的功率与激光器的输入光的功率之间的功率对应关系；
转动N-1次所述可调反射镜，使所述可调反射镜位于N个不同的反射角反射部分第一检测光，以输出N对所述功率对应关系，其中，N为大于或等于2的自然数。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述第一检测光的功率与输入光的功率满足的第一预定关系，具体为：
所述P′出为第一检测光的功率，所述P入为输入光的功率；
所述第二回光的功率与第一回光的功率满足的第二预定关系，具体为：
所述P′回为第一回光的功率，所述P″回为第二回光的功率，所述P反为可调反射镜所反射的部分第一检测光的功率。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
判断所述第一回光的功率大于或等于功率阈值；
若大于或等于所述功率阈值，则发出告警。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
在向所述可调反射镜输出第二检测光的步骤具体为：通过准直镜对所述第二检测光进行准直，并且在所述第二检测光准直后输出至可调反射镜；
所述接收所述可调反射镜所反射的部分第二检测光的步骤具体为：通过所述准直镜接收所述可调反射镜所反射的部分第二检测光。
5.根据权利要求1、2、3或4所述的方法，其特征在于，所述方法包括：
根据所述N对所述功率对应关系，并结合预设数学模型建立所述第一回光的功率与激光器的输入光的功率之间的数学关系。
6.一种检测设备，其特征在于，包括双通道光耦合器、第一光功率计、第二光功率计、可调反射镜和处理器，其中，所述双通道光耦合器设置有第一左端口、第二左端口、第一右端口和第二右端口，所述第一左端口用于与激光器连接，所述第一光功率计与所述第一右端口连接，所述可调反射镜位于所述第二右端口的前方，所述第二光功率计与第二左端口连接，所述处理器分别与第一光功率计、第二光功率计和可调反射镜连接；
所述双通道光耦合器用于通过第一左端口接收激光器输入的输入光，并将所述输入光分割成第一检测光和第二检测光，以及通过第一右端口向第一光功率计输出所述第一检测光，通过所述第二右端口向可调反射镜输出第二检测光，其中，所述第一检测光的功率与输入光的功率满足第一预定关系；
所述可调反射镜向第二右端口反射部分第二检测光；
所述双通道光耦合器还用于通过第二右端口接收所述可调反射镜所反射的部分第二检测光，并将所述可调反射镜所反射的部分第二检测光分割成第一回光和第二回光，以及通过所述第一左端口向激光器回传第一回光，通过所述第二端口向第一光功率计发送第二回光，其中，所述第二回光的功率与可调反射镜所反射的部分第一检测光的功率满足第二预定关系；
通过所述第一光功率计检测第一检测光的功率，通过所述第二光功率计检测第二回光的功率；
所述处理器用于根据所述第一检测光的功率计算激光器的输入光的功率，根据所述第二回光的功率计算第一回光的功率，建立并输出所述第一回光的功率与激光器的输入光的功率之间的功率对应关系；
所述处理器还用于控制所述可调反射镜转动N-1次，以使所述可调反射镜位于N个不同的反射角反射部分第一检测光，以输出N对所述功率对应关系，其中，N为大于或等于2的自然数。
7.根据权利要求6所述的检测设备，其特征在于，
所述第一检测光的功率与输入光的功率满足第一预定关系，具体为：
所述P′出为第一检测光的功率，所述P入为输入光的功率；
所述第二回光的功率与第一回光的功率满足第二预定关系，具体为：
所述P′回为第一回光的功率，所述P″回为第二回光的功率，所述P反为可调反射镜所反射的部分第一检测光的功率。
8.根据权利要求6所述的检测设备，其特征在于，所述检测设备还包括告警装置，所述告警装置与所述处理器连接；
所述处理器还用于判断所述第一回光的功率大于或等于功率阈值，若大于或等于所述功率阈值，则控制所述告警装置发出告警。
9.根据权利要求6所述的检测设备，其特征在于，所述检测设备还包括准直镜；
所述准直镜设置于所述第二左端口与所述可调反射镜之间，所述准直镜用于第二检测光进行准直后输出至可调反射镜，并且所述可调反射镜所反射的部分第二检测光经过准直镜后入射至第二左端口。
10.根据权利要求6、7、8或9所述的检测设备，其特征在于，
所述处理器还用于根据所述N对所述功率对应关系，并结合预设数学模型建立所述第一回光的功率与激光器的输入光功率之间的数学关系。
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